蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤,并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe
3+、Al
3+、Fe
2+等杂质离子)
Ⅱ.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1mol?L
-1H
2O
2溶液,再调节溶液pH至7~8,并分离提纯.
Ⅲ.制取氢氧化镁:向步骤Ⅱ所得溶液中加入过量氨水.
|
Fe3+ |
Al3+ |
Fe2+ |
Mg2+ |
开始沉淀时 |
1.5 |
3.3 |
6.5 |
9.4 |
沉淀完全时 |
3.7 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH如表.
请回答:
(1)步骤Ⅱ中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是
A
A
(填字母序号)
A.MgO B.Na
2CO
3 C.蒸馏水
(2)检验粗硫酸镁溶液中Fe
2+的方法是:
取少量粗硫酸镁溶液,滴加少量酸性KMnO4溶液;若紫红色褪去,说明Fe2+存在
取少量粗硫酸镁溶液,滴加少量酸性KMnO4溶液;若紫红色褪去,说明Fe2+存在
(注明试剂、现象).
(3)步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为
Mg2++2NH3?H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+
Mg2++2NH3?H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+
.
(4)步骤Ⅱ沉淀后溶液中主要存在(NH
4)
2SO
4,已知室温下0.1mol?L
-1的(NH
4)
2SO
4溶液pH是5,则溶液中离子浓度由大到小的排列为
C(NH4+)>C(SO42-)>C(H+)>C(OH-)
C(NH4+)>C(SO42-)>C(H+)>C(OH-)
,溶液中:2c(SO
42-)-c(NH
4+)=
10-5-10-9
10-5-10-9
mol?L
-1(用精确数值表示)
(5)某生产科研小组经查阅资料得到以下溶度积Ksp数据(298K时):
Mg(OH)
2(S)?Mg
2+(aq)+2OH
-(aq) Ksp=[Mg
2+]?[OH
-]
2=5.6×10
-12Ca(OH)
2(S)?Ca
2+(aq)+2OH
-(aq) Ksp=[Ca
2+]?[OH
-]
2=4.7×10
-6该科研小组认为可以用熟石灰替代氨水制得氢氧化镁,他们的理由是
Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可发生沉淀的转化,如:Mg(OH)2和Ca(OH)2离子个数比相同,Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2],故沉淀向着溶度积更小的方向转化
Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可发生沉淀的转化,如:Mg(OH)2和Ca(OH)2离子个数比相同,Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2],故沉淀向着溶度积更小的方向转化
.
若沉淀转化反应为:Mg
2+(aq)+Ca(OH)
2(S)?Mg(OH)
2(S)+Ca
2+(aq),求此温度下该反应的化学平衡常数K=
8.4×105
8.4×105
(写出算式和结果).